Em uma aula de Física, uma seringa vedada contém um gás à temperatura constante de 300 K. Inicialmente, o gás…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em uma aula de Física, uma seringa vedada contém um gás à temperatura constante de 300 K. Inicialmente, o gás ocupa 60 mL sob pressão de 100 kPa. O êmbolo é pressionado lentamente até o volume atingir 30 mL, sem alteração da temperatura nem vazamento de gás. Considerando o gás ideal, a transformação pode ser analisada pela relação entre pressão e volume em temperatura constante. Com base nessa situação, qual é a pressão do gás após a compressão?
- A) A pressão passa a 200 kPa.
- B) A pressão passa a 150 kPa.
- C) A pressão passa a 50 kPa.
- D) A pressão permanece em 100 kPa.
- E) A pressão passa a 300 kPa.
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. Temperatura constante de 300 K, volume inicial V1 = 60 mL, pressão inicial P1 = 100 kPa e volume final V2 = 30 mL. A massa de gás não muda, pois não há vazamento.
- Como a temperatura é constante e o gás é ideal, vale a Lei de Boyle: P1 x V1 = P2 x V2, ou seja, a pressão é inversamente proporcional ao volume.
- Calcule. P2 = (P1 x V1) / V2 = (100 x 60) / 30 = 6000 / 30 = 200 kPa.
- Confira pela lógica. O volume caiu pela metade, então a pressão deve dobrar, o que confirma 200 kPa. A alternativa A está correta e coincide com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas. B (150 kPa) supõe um aumento proporcional à redução do volume, o que não corresponde à relação inversa. C (50 kPa) trata a relação como direta, multiplicando a pressão pela razão 30/60. D (100 kPa) afirma que a pressão não muda, ignorando que a compressão altera a pressão quando a temperatura é mantida. E (300 kPa) confunde o dado de temperatura (300 K) com um valor de pressão ou realiza um cálculo sem relação com a lei.
💡 Dica: Considere a lei de Boyle para gases.
Alternativa por alternativa
Como a temperatura e a quantidade de gás permanecem constantes, aplica-se a lei de Boyle: P₁V₁ = P₂V₂. Assim, 100 kPa × 60 mL = P₂ × 30 mL, portanto P₂ = 200 kPa.
O aluno supõe que a pressão aumenta de forma proporcional à redução do volume, somando ou aplicando um acréscimo de 50% sem usar a relação inversa de Boyle.
O aluno trata a pressão como diretamente proporcional ao volume e calcula 100 x (30/60), invertendo a razão e obtendo uma pressão menor após a compressão.
O aluno acredita que, se a compressão ocorre, a pressão não se altera, talvez confundindo a condição de temperatura constante com pressão constante.
O aluno pode confundir o dado de temperatura (300 K) com a pressão ou errar a razão de volumes ao multiplicar 100 por um fator equivocado, chegando a 300 kPa.
Raio-X da questão
pressão e volume de gás
avaliacao
lei de Boyle · gases ideais
Revisar a lei de Boyle e suas implicações.
Confundir a relação inversa entre pressão e volume, pensando que a pressão diminui quando o volume é reduzido.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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